KR102602343B1 - 카메라 시스템 - Google Patents

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KR102602343B1
KR102602343B1 KR1020210125928A KR20210125928A KR102602343B1 KR 102602343 B1 KR102602343 B1 KR 102602343B1 KR 1020210125928 A KR1020210125928 A KR 1020210125928A KR 20210125928 A KR20210125928 A KR 20210125928A KR 102602343 B1 KR102602343 B1 KR 102602343B1
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camera
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베르너 랑 닥터.
센트마이어 스테판
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메크라 랑 게엠베하 운트 코 카게
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Abstract

차량 주변 환경을 캡처하기 위한 카메라(10)와 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)를 포함하는 차량(F)용 카메라 시스템(100)이 제공된다. 카메라(10)는 광 입사부(EB)를 갖는 광학 요소(11) 및 광학 요소(11)를 지지하는 리테이너(13)를 갖는다. 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)는 광학 요소(11) 및 리테이너(13)와는 별도로 제공되며, 적어도 광학 요소(11)의 광입사부(EB)에 위치한다. 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)는 광 입사부(EB)의 사용 부분(NB)을 노출시키는 시야 개구(41, 41A, 41B, 41C, 41D, 41E)를 갖는다. 사용 부분(NB)에 위치하는 물방울(T)을 수용하기 위해 광학 요소(11)와 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F) 사이에 적어도 하나의 갭(42, 42A, 42B, 42C, 42D, 42E)이 존재하고, 시야 개구(41, 41A, 41B, 41C, 41D, 41E)로부터 원위에 있는 배수 개구(43, 43A, 43B, 43C, 43D, 43E)가 제공된다.

Description

카메라 시스템{Camera System}
본 발명은 카메라 시스템, 특히 보호 요소를 갖는 차량용 카메라 시스템에 관한 것이다.
자동차의 경우, 운전 중에 운전자가 차량 주변의 소위 시야를 볼 수 있도록 하는 것은 법적으로 규정되어 있다. 어떤 시야가 보여야 하는지는 모터사이클, 승객 운송용 차량, 상품 운송용 차량 등과 같이 차량 유형에 기초한다. 시야의 가시성은 간접시야 장치에 의해 제공되어야 하고, 시야는 간접 시야 장치를 사용하여 운전석에 앉아 있는 운전자가 항상 볼 수 있어야 한다. 차량의 종류, 특히 운전자가 차량 주변을 직접 볼 수 있는 영역에 따라, 다양한 법적 규정에 따라 간접 시야 장치를 사용하여 특정 시야를 항상 영구적으로 안정적으로 볼 수 있어야 한다. 유럽에서, 운전자가 항상 안정적으로 볼 수 있어야 하는 시야는 UN/ECE 규정 No. 46에 규정되어 있다. 추가적인 관련 규범 및 규정에는, 예를 들어, ISO 5721, ISO 5006, ISO 16505, ISO 14401 및 EU 167/2013이 포함된다. 법적으로 요구되는 시야 외에, 종종 차량 주변의 추가 영역, 소위 시야 영역은 간접 시야를 위한 장치에 의해 가시화된다. 시야 영역에는 법적으로 규정된 시야가 포함될 수 있다.
일반적으로, 시야의 관찰은 하나 이상의 미러로 가능하다. 그러나, 미러에는 몇 가지 단점이 있다. 예를 들어, 미러는 운전자와 미러의 같은 측면에 있는 물체만을 운전자에게 보여준다. 미러 뒤에 있는 어떤 물체도 이 미러로 볼 수 없다. 또한, 평면 유리로만 이루어진 미러는 운전자에게 매우 가까운 미러를 제외하고는 운전자에게 작은 영역을 보여준다. 미러가 볼록하게 형성되는 경우, 미러는 이미지 왜곡을 생성한다. 대형 차량은 일반적으로 차량 외부에 6개 이상의 미러를 장착하며, 대부분이 볼록하고 왜곡되어 운전자가 모든 관련된 미러에 동시에 주의를 기울이기가 어렵다. 그럼에도 불구하고, 모든 미러에도 불구하고, 이러한 차량 주변에는 시야 영역에 여전히 사각 지대가 있다. 즉, 이러한 차량 주변에는 시야가 없는 영역이 있다.
최근에, 간접 시야를 위한 장치로서 미러를 대신하거나 추가적으로 간접 시야를 위한 장치로 카메라 시스템의 사용을 고려하는 것이 점점 더 일반적이다. 이러한 카메라 시스템에서는, 이미지는 지속적으로 각각 캡처, 감지 및 처리되며, 그렇다면 저장된다. 예를 들어, 처리 후에, 공급 유닛을 사용하여 선택적으로, 이미지 센서 장치가 있는 이미지 캡처 유닛에 의해 캡처된 (비디오) 데이터가 운전석에 있는 재생 장치로 전송된다. 재생 장치는, 시야가 항상 운전자에게 영구적으로 보이는 방식으로 차량 주변 영역에 대하여, 법적으로 규정된 각각의 시야 또는 복수의 시야를 재생하고, 선택적으로 잠재적인 충돌 위험, 다른 물체까지의 거리 등과 같은 추가 정보를 재생한다. 동시에, 뷰 시스템은 개선된 야경, 보다 유연한 배치 가능성 및 낮은 왜곡으로 더 넓은 시야를 볼 수 있는 가능성을 촉진한다.
이러한 문맥에서 영구적으로 보이는 것은, 시야를 완전히 보이지 않게 하는, 시야에 대한 뷰가 적시에 중단되지 않는 방식으로 표시된다는 것을 의미한다. 따라서, 각각의 시야 또는 뷰는 연속적으로 실시간으로 디스플레이 장치에 각각 표시되고 가시화된다. 이는 적어도, 점화 스위치가 켜져 있고/있거나 바람직하게는 예를 들어 도어 열림 신호 또는 점화 스위치 신호와 같은 대응하는 신호를 수신하는 센서에 연결되어 있는, 모든 차량 조건에 대해 영구적으로 보이는 것으로 규정된 시야에 대해 적용된다.
이러한 미러 대체 시스템의 경우, 카메라의 표시 특성, 대물렌즈 개방으로 인한 왜곡 등과 관련된 특정 요구 사항을 처리하기 위해, 부분적으로 매우 특정한 대물렌즈의 배열을 가진 카메라와 복수의 개별 렌즈로 구성된 렌즈 시스템이 적용된다. 이에 따라, 이러한 대물렌즈 배열은 종종 대물렌즈 개방의 일부에서만 가능한 최대로 사용된다. 즉, 대물렌즈의 배열은 주로 사용된 부분에서 요구되는 특성을 가지며 다른 부분(예: 테두리 부분)에서는 이러한 특성을 갖지 않기 때문에, 대물렌즈로 촬영한 전체 이미지에서 잘려나간 부분 이미지가 표시에 사용된다.
일반적으로, 차량 주변의 일부를 캡처하기 위해, 카메라 시스템이 차량 외부에 장착된다. 그러나, 카메라 시스템은 차량 외부에 장착되어 오염이나 강수와 같은 환경적 영향을 받는다. 특히, 차량 환경의 카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터를 손상시키는, 물방울(예: 빗방울 또는 안개 또는 눈으로 인한 강수)이, 외부 측면으로 카메라와 가까운, 카메라의 렌즈 또는 일반적으로 요소와 같은 카메라의 광학 요소에 침전될 수 있다. 특히, 카메라 렌즈의 물방울로 인해 차량 주변의 물체나 사람이 이물질에 의해 부분적으로 또는 완전히 가려질 수 있고, 따라서, 일반적으로 운전석에 장착되는 재생 장치에서 운전자에게 만족스럽게 표시되지 않거나 표시되지 않는다. 이는 결과적으로 운전자가 물체나 사람을 충분히 인식하지 못하거나 전혀 인식하지 못하는 결과를 초래한다. 이에 따라, 운전자가 인식하지 못하는 물체나 사람과의 충돌로 인해 잠재적으로 대형 사고가 발생할 수 있다.
선행기술로부터, 따라서, 에어젯, 와이핑 암과 같은 와이핑 장치, 또는 회전 렌즈 또는 렌즈의 소수성 코팅에 의해 물방울을 제거하는 카메라 시스템이 알려져 있다. 마지막으로, 렌즈에 물방울이 흐르는 것을 방지하기 위해 렌즈 주위에 실린더를 배치하는 것도 알려져 있다.
그러나, 종래 기술의 카메라 시스템은 바람의 방향이나 강수량의 변화와 같은 변화하는 환경 조건에 따른 결점을 갖는다. 렌즈의 물방울이 충분히 제거되지 않을 수 있고, 이에 따라, 차량의 운전자가 충분히 인식할 수 있는 차량 환경을 사실적으로 표시하는 것은 불가능하다.
따라서, 본 발명의 목적은 차량, 특히 상용 차량을 위한 카메라 시스템을 제공하는 것이며, 이는 모든 환경 조건에서 및 상이한 환경 조건들 간의 빠른 변화 동안 광학 요소로부터 물방울의 신뢰성 있는 제거를 가능하게 하는 것이다.
전술한 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 차량용 카메라 시스템에 의해 달성된다. 바람직한 실시예는 종속항에 주어진다.
본 발명은 차량 환경의 표시와 관련된 광학 요소의 부분(즉, 광학 요소의 사용 부분)에서만 물방울을 제거하는 데 초점을 맞추는 아이디어를 기반으로 한다. 일반적으로 차량 환경을 표시하면, 차량 환경의 일부는 이미지 캡처 유닛에 의해 캡처되고 이에 따라 운전자에게 실제로 관심있는 차량 환경의 일부보다 훨씬 더 크게 표시된다. 에를 들어, 특정 렌즈 배열 또는 렌즈 기하학으로 인해 캡처된 차량 환경의 비교적 작은 부분만 재생 장치에서 동일한 표시에 사용되는 경우일 수 있다. 차량 환경의 나머지 부분은 재생 장치에서 운전자에게 표시되지 않는다. 따라서, 표시되지 않은 차량 환경의 부분을 캡처하는 광학 요소의 부분에 하나 이상의 물방울이 있는지 여부, 또는 표시를 위한 광선이 광학 요소의 이러한 부분에 떨어질 수 있는지 여부, 이는 차량 환경의 신뢰할 수 있고 사실적인 표시와 관련이 없다. 즉, 표시되지 않은 차량 환경의 일부를 캡처하는 광학 요소 부분의 물방울은 어쨌든 물방울이 그곳에 머무를 수 있는 재생 장치에 표사되지 않았으며, 차량 환경이 광학 요소의 이러한 부분으로 캡처되었는지 여부는 각각 관련이 없다. 표시될 차량 환경의 일부를 캡처하여 광학 요소의 사용 부분을 형성하는 광학 요소 부분의 물방울 제거는 큰 신뢰성이 필요한 경우에만 요청된다.
일반적으로, 광학 요소는 광학 경로(즉, 빛이 이미지 캡처 장치에 들어가는 위치와 빛이 이미지 센서에 충돌하는 위치 사이인, 광원 또는 차량 환경에서 이미지 캡처 유닛을 통과할 때 빛에 의해 가려지는 경로)에 있는 이미지 캡처 장치의 요소이다. 즉, 광학 요소는 이미지 캡처 유닛의 가장 외부 위치까지 연장되는 이미지 캡처 유닛의 요소이며, 따라서 차량의 환경으로 향하는 이미지 캡처 유닛의 요소를 형성한다. 따라서, 광학 요소는 차량 환경으로부터의 광선이 충돌하고 광선이 안내되는 광 입사부를 갖는다. 따라서, 광 입사부는 광선 빔이 통과하여 결과적으로 광학적으로 안내되는 광학 요소의 부분이다. 광학 요소의 사용 부분은 광학 요소의 광 입사부의 일부이다. 예를 들어, 광학 요소는 대물렌즈일 수 있다. 광학 요소는 일반적으로 카메라 시스템의 리테이너(retainer)에 의해 지지된다. 리테이너는 외부 측면에서 광학 요소를 둘러싸는 슬리브 또는 대물 링과 같은 외부 측면에서 광학 요소를 잡아주는 브래킷일 수 있다. 리테이너를 위한 추가적인 구성이 광학 요소의 기하학 및 구조에 따라 고려될 수 있다.
차량 환경 표시와 관련이 있는 광학 요소의 일부를 물방울의 침전으로부터 보호하기 위해, 본 발명에 따른 카메라 시스템은 시야 개구를 갖는 보호 요소를 갖는다. 제공된 시야 개방이 차량 환경의 표시와 관련된 광학 요소의 일부를 공백으로 남겨두도록, 보호 요소는 광학 요소와 분리되어 카메라 시스템에 장착된 상태에서 입사광 부분에 배열되는 구성요소이다. 예를 들어, 보호 요소는 리드(lid)와 유사한 구성 요소이다. 시야 개구는 각각 보호 요소의 개구 및 오목부이며, 이는 보호 요소의 외부 측에서 보호 요소의 내부 측으로의 연통을 제공한다. 편리하게, 시야 개구는, 장착 상태에서 광학 요소의 광 입사부로 떨어지는 광선을 어느 정도 감소시키는, 재생 장치에 차량 환경을 표시하는 데 필요한, 기하학적 형태를 가지고 있다. 표시와 관련이 없는 광학 요소의 부분은 이러한 숨겨진 부분을 통해 광학 요소로 광선이 들어오지 않도록 숨겨져 있다. 이에 따라, 시야 뷰의 기하학적 형태는 바람직하게는 광학 요소의 사용 부분에 맞춰진다. 보호 요소가 장착된 상태에서, 시야 개구는 광학 요소의 사용 부분이 차량 환경에 노출되도록 배열된다. 따라서, 광선은 시야 개구를 통해 광학 요소의 사용 부분에 각각 떨어지고 들어갈 수 있다. 동시에, 광학 요소의 부분이 완전히 덮이고 사용 부분이 보호 요소에 의해 적어도 측면으로 보호된다는 것에 있어서, 광학 요소에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있는 물의 양이 감소한다.
광학 요소와 보호 요소 사이에 적어도 하나의 갭(gap)이 존재하도록, 보호 요소는 광학 요소 상에 배열된다. 갭은 사용 부분의 가장자리에서 배수 개구(water drainage opening)까지 연장된다. 배수 개구는 사용 부분의 말단에 배치되고 차량 환경을 향해 개방되어 있다. 현재 사용 부분의 원위는, 배수 개구는 사용 부분까지 상당한 거리를 가지며 바람직하게는 갭의 단부에 배열된다는 것을 의미한다. 이는 사용 부분을 향해 개방되어 있지 않다. 배수 개구는 보호 요소에 제공된 보어(bore) 또는 노치(notch)일 수 있으며, 이는 보호 요소의 내부 측면과 외부 측면 사이의 연통을 구성한다.
대안적으로, 보호요소를 통해 물이 차량 환경으로 흐를 수 있는 보호 요소가 시야 개구에서 먼 단부에 있는 리테이너에 적어도 부분적으로 도달하지 않으므로, 리테이너와 보호 요소 사이에 간격이 제공된다는 것에 있어서, 배수 개구가 형성될 수도 있다. 따라서, 배수 개구는 갭과 차량 환경 사이의 연통을 구성한다. 이에 따라, 광학 요소의 사용 부분에 위치하는 물방울은 갭으로 흘러들어갈 수 있고 배수 개구를 통해 차량 환경을 향해 빠져나갈 수 있다. 사용 부분은 전체 광 입사부의 비교적 작은 부분이기 때문에, 물방울은 종종 사용 부분의 가장자리 또는 그 바로 가까이에 놓이기 때문에 갭에 가까우며 따라서 용이하게 갭으로 흘러들어갈 수 있다. 갭의 근처에 놓이지 않는 물방울, 즉, 오히려 사용 부분의 중심에 놓이는 물방울은 광학 요소의 볼록한 곡률, 구동 동작 중의 진동, 기류 또는 이들의 조합에 의해 사용 부분의 가장자리를 향해 빠르게 이동할 수 있고, 이어서 갭으로 흐를 수 있다. 물방울이 갭에 들어가면 보호 요소에서 배출되는 배수 개구를 향해 흐른다. 배수 개구는 사용 부분의 말단에 배열되기 때문에, 갭을 통해 배출된 물방울이 다시 사용 부분에 도달하여 남아 있어 차량 환경에 대한 시야를 방해하거나 장애를 일으키는 것이 방지된다.
보호 요소는 조명을 위한 조명 장치를 가질 수 있으며, 따라서 차량 환경의 개선된 캡처링이 가능하다. 조명 장치는, 예를 들어, 적외선일 수 있다,
또한, 보호 요소는 광학 요소에 대한 정확한 위치에서의 부착을 위해 규정된 코딩을 가질 수 있다. 코딩은 광학 요소의 리테이너의 길이 방향으로 이어지는 노치일 수 있으며, 이 노치는 보호 요소의 대응하는 돌출부가 회전에 대해 보호 요소와 맞물리고 보호 요소를 고정한다. 대안적으로, 보호 요소와 광학 요소의 리테이너에는 각각, 서로에 대한 올바른 자세로 카메라 시스템의 기술자 또는 사용자에게 보호 요소가 광학 요소에 대해 적절한 위치에 있다는 것을 표시하는, 컬러 식별 표시가 있을 수 있다. 따라서, 시야 개구는 보호 요소와 광학 요소가 장착된 상태에서 광학 소자의 광 입사부의 사용 부분 바로 위/상에 위치하는 것과 차량 환경이 사용 부분을 통해 안정적으로 캡처될 수 있다는 것이 보장된다.
보호 요소는 나사를 통해 리테이너와 광학 요소에 각각 나사로 고정될 수 있거나 또는 각각 리테이너와 광학 요소에 고정될 수 있다. 원칙적으로, 카메라에서 보호 요소의 고정 모드는 보호 요소의 구성에 따라 다르며 보호 요소가 카메라 하우징 또는 카메라 리테이너의 별도 구성 요소인지 또는 일부인지에 따라 다르다.
보호 요소는 두 개 또는 여러 부분으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 보호 요소는 광학 요소의 광 입사부 위/상에 배열되는 커버 플레이트로 구성될 수 있고, (예를 들어, 나사에 의해) 커버 플레이트에 연결된 링으로 구성될 수 있으며, 링은 광학 요소 또는 리테이너를 원주 방향으로 둘러싸고 있다.
보호 요소에는 친수성 코팅이 제공될 수 있다. 친수성 코팅은 물을 끌어당기는 코팅을 의미하며, 미네랄 입자에 의한 나노 코팅은 갭으로의 물의 침투를 향상시킨다.
바람직하게, 갭은 물방울의 수용과 함께 모세관 작용이 이루어지도록 치수가 정해진다. 모세관 작용은 일반적으로 중력에 대항하여 모세관(즉, 예를 들어, 고체의 충분히 작은 튜브, 틈 또는 공동)과 접촉하여 모세관으로 흐르는 유체의 거동을 의미한다(예를 들어, 모세관 내에서 위로 올라간다). 이러한 효과는 유체의 표면 장력과 고체 표면(예: 유리)과 유체의 계면 표면 장력에 의해 자체적으로 발생한다. 따라서, 현재 갭은 모세관을 형성하도록 구성되어 있다. 갭의 개구에 물방울이 접촉하여, 물방울은 모세관 작용에 의해 갭으로 끌어 당겨진다. 즉, 흡입 효과는 물방울이 갭으로 드래그되는 모세관 작용에 의해 생성된다. 모세관 작용을 달성하기 위해, 갭은, 예를 들어, 제거될 물방울의 크기에 따라 치수가 지정될 수 있다. 예를 들어, 0.5mm보다 작은 물방울은 차량 환경 표시에 방해가 되지 않는 것으로 간주될 수 있다. 이어서, 갭은 0.5mm 보다 큰 물방울에 대해 적어도 모세관 작용을 일으키도록 구성된다.
바람직한 실시예에 따르면, 광학 요소는 차량 환경을 캡처하기에 충분한 광 투과율을 갖는 소수성 코팅을 구비한다. 소수성 코팅은 광학 요소의 적절한 표면 처리에 의해 제공/도포되거나 적절한 재료에 의해 형성되는 방수 코팅을 의미한다. 방수 코팅에는 사용 부분의 가장자리에 위치하지 않고 따라서 갭에 직접 근접한 물방울이 차량 운행 중 차량 진동, 기류 또는 이들의 조합에 의해 사용 부분의 가장자리로 쉽게 미끄러질 수 있는 장점이 있다. 또한, 유체에 대한 상대적인 접촉각이 증가하고 물방울이 갭으로 흐르는 경향이 있다는 것에 있어서, 모세관 작용은 소수성 코팅에 의해 강화된다. 접촉각은 물방울과 광학 요소의 사용 부분의 표면이 이루는 각도를 의미한다. 작은 접촉각으로, 물방울은 사용 부분에 비교적 평평하게 놓여 있는 반면, 접촉각이 크면 물방울이 오히려 물방울 모양을 유지하며, 따라서, 물방울과 사용 부분 사이에 더 작은 접촉 표면이 존재한다. 대안적으로, 소수성 및 따라서 방수성 표면이 또한 특정 거칠기 또는 입자를 제공함으로써 달성될 수 있다. 또한, 광학 요소의 소수성 코팅은 광학 요소를 마모로부터 보호한다. 소수성 코팅의 제공으로, 갭은 소수성 코팅 및 이에 따라 미리 결정된 물방울 모양에 따라 치수가 결정된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 갭은 또한 제1 광학 요소의 곡률에 기초하여 치수가 정해질 수 있다.
바람직하게, 갭에는 연장에 따라 변경되는 단면이 있다. 이에 따라, 특히, 간격이 서로 다른 직경과 크기의 물방울에 대해 모세관 작용을 생성하기 때문에 모세관 작용이 증가할 수 있다. 예를 들어, 갭은 시야 개구의 가장자리에서 좁게 구성될 수 있고 배수 개구를 향해 연장될 수 있다. 이에 따라, 모든 크기와 기하학적 모양의 물방울이 갭으로 흘러 들어갈 수 있으므로, 물방울의 크기에 관계없이 처음부터 모세관 현상이 발생한다. 그러나, 또한 갭의 단면적은 시야 개구로부터의 거리가 증가함에 따라 연장부(extension)를 따라 감소하는 것으로 생각할 수 있다. 따라서, 사용 부분에서 상대적으로 큰 물방울에 대해서만 모세관 작용이 이루어지고, 작은 물방울은 모세관 작용 없이 갭으로 흘러들어간다. 그러나, 물방울의 이동 방향으로 갭이 점점 좁아짐으로써, 모세관 현상은 또한 작은 물방울에 대해 달성되며 모든 크기의 물방울은 갭을 통해 차량 환경으로 배출되는 배수 개구로 안정적으로 흐른다.
바람직하게, 갭은 광학 요소의 광 입사부에 대면하는 보호 요소의 적어도 표면에 제공되는 적어도 하나의 내부 노치에 의해 형성된다. 내부 노치는 적어도 광학 요소의 광 입사부에 대면하는 표면에 대응하는 보호 요소의 표면에 있는 오목부이며, 따라서, 광학 요소의 광 입사부를 향해 배향되는 보호 요소의 내부에 대응한다. 그러나, 내부 노치는 또한 더 안쪽으로 놓이는 보호 요소의 표면을 따라 연장될 수 있다. 하나 이상의 내부 노치로, 내부 노치는 다른 횡단면을 가질 수 있으며, 이는 흐르는 방향으로 횡방향으로 연장된다(다른 크기 및/또는 형상). 내부 노치는, 또한 시야 개구에 가까운 데와 같은, 보호 요소의 내부 표면의 일부에서만 연장될 수 있다.
내부 노치는 유리하게는 광 입사부를 향해 배향되는 보호 요소의 표면의 외부 측으로 방사상으로 연장된다. 대안적으로, 내부 노치는 광 입사부의 외측으로 나선형으로 연장될 수 있다. 따라서 내부 노치의 나선형 연장은 시야 개구 주위를 돌게 된다. 또한 대안적으로, 내부 노치는 보호 요소의 시야 개구 주위에서 대략 동심으로 연장될 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 내부 노치는, 물방울이 흐르는 방향으로 단면이 측면으로 변경되는, 광 입사부를 향하고 있는 보호 요소 표면의 외부 방향으로 단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 내부 노치는 보호 요소의 내측에서 보호 요소의 외측을 향해 연장되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 내부 노치는 원호 모양, 삼각형 등의 단면을 가질 수 있다. 또한 물방울이 흐르는 방향에 대해 횡방향으로 광입사부의 외측 방향으로 변화하는 단면은 모세관 작용이 더욱 개선되고 내부 노치가 여러 물방울 크기에 사용될 수 있다는 이점이 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 내부 노치는 시야 개구에서 배수 개구까지 채널을 형성한다. 즉, 내부 노치는 시야 개구의 가장자리에서 배수 개구까지 연장된다.
실시예에 대한 대안으로, 내부 노치가 물방울을 배출하기 위해 사용되는, 광학 요소에 대향하는 보호 요소의 표면이 광학 요소의 광 입사부로부터 이격된다는 점에서 갭이 또한 형성될 수 있다. 즉, 보호 요소는 전체적으로 그리고 따라서 부분적으로 광 입사부에 대해 특정 거리에 배열될 뿐만 아니라 갭이 전체 보호 요소를 따라 방사상으로 연장된다.
광학 요소에서 보호 요소의 규정된 거리를 보장하기 위해, 광학 요소를 향하는 보호 요소의 표면은 리테이너 및/또는 광학 요소에서 보호 요소를 지지하는 적어도 하나의 리브를 갖는다. 2개의 리브로 내부 노치가 형성될 수 있다. 복수의 리브의 경우, 복수의 내부 노치가 형성될 수 있다.
바람직하게, 호 요소의 외부 측면은 공기 소용돌이를 생성하는 기하학적 구조(예: 하나 이상의 외측 노치)를 가지고 있다. 공기 소용돌이는 사용 부분에 위치한 물방울의 갭을 향한 이동을 촉진할 수 있고/있거나 보호 요소의 외측에 위치된 물방울의 시야 개구를 향한 이동을 방지할 수 있다. 예를 들어, 물방울이 시야 개구 주위에 동심으로 배열되거나 보호 요소의 바깥쪽 시야 개구에서 반경 방향으로 연장되는 적어도 하나의 외측 노치, 리브 또는 이음매와 같은 시야 개구로부터 선택적으로 멀어지게 안내되도록 외부 측의 기하학적 구조가 구성된다.
대안적으로 또는 부가적으로, 보호 요소는 광학 요소의 광 입사부에 매체를 인가하는 노즐을 가질 수 있고, 따라서, 사용 부분에 위치한 물방울의 갭을 향한 이동을 촉진하고 및/또는 보호 요소의 외측에 위치한 물방울의 시야 개구를 향한 이동을 방지한다. 노즐은 광입사부의 사용 부분에 공기를 공급하는 에어노즐일 수 있다. 이와 관련하여, 에어 노즐은 보호 요소의 외측 또는 갭과 같은 보호 요소 내부에 배치될 수 있다. 대안적으로, 노즐은 에어 노즐일 수 있으며, 에어 노즐은 보호 요소의 외측 또는 근방에 배열되어 광 입사부의 사용 부분 또는 보호 요소의 외측에 공기를 공급한다. 또한, 대안적으로 또는 부가적으로, 에어 노즐은 적어도 부분적으로 공기를 갭 내로 직접 불어넣고, 따라서 물방울을 갭 내로 추가적으로 밀어넣도록 배열될 수 있다.
보호 요소는 광학 요소와 광학 요소의 리테이너에 별도로 제공되는 리드일 수 있으나, 카메라 하우징 또는 카메라 리테이너의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 보호 요소는 카메라 암의 일부일 수 있으며 릿지/바에 의해 카메라 암에 연결될 수 있다. 따라서, 보호 요소는 예를 들어 청소 또는 유지 보수 및 수리를 위해 광학 요소 각각이 광학 요소로부터 제거될 수 있도록 분리 가능하고 교환 가능하게 구성된다.
카메라, 특히 광학 요소를 제빙하거나 광학 요소에서 응축수를 제거하기 위해, 보호 요소는 가열 요소를 더 포함한다. 가열 요소는 바람직하게는 가열 포일(foil)이지만, 또한 가열 와이어일 수 있으며, 바람직하게는 갭에 배열된다. 일반적으로, 가열 요소는, 예를 들어, 열선을 삽입하여 성형하거나 또는 가열 포일을 접착제로 접착하여 사용하여, 보호 요소에 직접 고정될 수 있다. 그러나, 갭은 가열 요소에 의해 완전히 폐쇄되지 않아 물방울이 갭을 통해 더욱 확실하게 배출될 수 있다. 특히, 발열체 제공으로, 보호 요소가 2개 또는 다중 부품으로 구성되는 경우 가열 요소의 설치를 용이하게 하기 때문에 유리할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 보호 요소는 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 엘라스토머(elastomer) 또는 이들의 조합과 같은 폴리머(polymer)로 이루어진다. 대안적으로, 보호 요소는 또한 금속 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 보호 요소는 불투명 재료로 제조되는 것이 바람직하지만, 투명 재료로도 제조될 수 있다. 불투명한 재료에는 차량 환경에서, 사용 부분에 대응하지 않는, 광학 요소의 광 입사부로 광선이 비추지 않을 수 있는 장점이 있다. 따라서, 반사 등의 광학적 간섭이 이미지 센서의 차량 환경 표시를 방해할 수 없다.
바람직한 실시예에 따르면, 보호 요소의 쇼어 경도(Shore-hardness)는 60 쇼어 미만이고, 따라서, (예를 들어, 보호 요소의 리브(rib)와 같은) 날카로운 가장자리를 갖는 구성 요소 재료에 대한 법적 규정(예: UN ECE/R46)을 준수한다.
바람직하게, 시야 개방 및 간격 치수가 지정되어, 보호 요소로 사용 부분을 숨기고 갭을 폐쇄하지 않고 일정 범위에서 카메라 조절이 가능하다. 이와 관련하여, 시야 개구는 사용 부분보다 클 수 있으며, 10도 정도와 같은 특정 범위에서 카메라가 회전하더라도 리테이너 또는 광학 요소가 보호 요소에 접근하여 간격이 폐쇄되지 않도록, 간격은 치수가 지정될 수 있다. 이는, 보호 요소가 카메라 하우징의 일부이고 카메라를 조정해도 보호 요소 또한 조정되지 않는 경우, 특히 유리하나, 다른 구조에도 유리할 수 있다. 보호 요소는 광학 요소 및/또는 리테이너에 직접 부착된다.
바람직하게, 카메라 시스템은, 예를 들어, UN 규정 UN ECE/R46에 규정된 바와 같은 미러 대체 시스템의 일부이다.
본 발명에 따른 카메라 시스템은 물방울의 보호 및 제거와 관련하여 광학 요소의 광 입사부, 즉 사용 부분의 특정 부분에만 초점을 맞추기 때문에, 본 발명에 따른 카메라 시스템은 선행 기술로부터 알려진 카메라 시스템의 관점에서 이점을 갖는다. 한편으로, 카메라의 광학 요소의 상대적으로 적은 사용 부분에 물방울이 떨어지는 것을 원칙적으로 방지하고, 다른 한편으로, 그러나 그럼에도 불구하고 여기에 침전된 물방울은 빠르게 제거된다. 물방울을 빠르게 제거함으로써 폭우와 같이 상대적으로 많은 양의 물도 관리될 수 있다. 또한, 보호 요소는 광학 효과, 즉, 동결 및 자외선에 대한 원치 않는 조명 효과에 대해 돌 조각이나 나뭇가지에 의한 긁힘과 같은 기계적 영향으로부터 광 입사부의 덮인 부분을 보호한다. 또한, 보호 요소는 노즐, 조명 및 가열 요소와 같은 추가적인 보조 구성 요소의 통합을 용이하게 촉진한다. 마지막으로, 보호 요소는 광학 요소의 사용 부분에 대한 시야 개구의 선택적인 배치에 의해 사용 부분에 영향을 미치는 표시될 차량 환경에 부적절하거나 심지어 부적절한 광선이 사용 부분에 영향을 미치는 것을 방지하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 특히, 빛의 굴절 또는 반사와 같은 이미지 표시에 대한 부정적인 영향이 방지될 수 있다.
이하에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예시적으로 설명된다.
도 1은 좌우 카메라 시스템을 구비한 차량의 평면도이다.
도 2는 종래 기술로부터 알려진 카메라 시스템을 갖는 뷰 시스템의 개략도이다.
도 3은 제1 상태의 제1 실시예의 발명에 따른 카메라 시스템을 갖는 뷰 시스템의 개략도이다.
도 4는 제2 상태에서 도 3의 뷰 시스템의 개략도이다.
도 5는 도 4의 발명에 따른 카메라 시스템의 정면도이다.
도 6은 제2 실시예의 카메라 시스템의 개략도이다.
도 7은 제3 실시예의 카메라 시스템의 개략도이다.
도 8은 제4 실시예의 카메라 시스템의 개략도이다.
도 9는 제5 실시예의 카메라 시스템의 개략도이다.
도 10은 장착된 상태의 제6 실시예의 카메라 시스템의 사시도이다.
도 11은 분리된 상태의 도 10의 카메라 시스템의 사시도이다.
도 12는 가열 요소를 갖는 도 10의 카메라 시스템의 개략도이다.
도 13은 도 12의 카메라 시스템의 투시도이다.
도 14는 가열 요소를 갖는 도 8의 카메라 시스템의 개략도이다.
도 15는 에어 노즐을 갖는 도 8의 카메라 시스템의 개략도이다.
도 16은 분리된 상태의 도 3의 카메라 시스템의 투시도이다.
도 17은 장착된 상태의 도 16의 카메라 시스템의 투시도이다.
도 18은 추가적인 카메라 시스템의 개략도를 도시한다.
도 19는 제1 실시예의 발명에 따른 보호 요소의 평면도 및 단면도를 도시한다.
도 20은 본 발명에 따른 보호 요소의 상이한 도면을 도시한다.
도 1은 현재 트랙터 및 세미 트레일러/트레일러가 있는 트럭인 상업용 차량(F)의 평면도를 도시한다. 트랙터의 좌우측에 각각 카메라 시스템(100)이 부착된다. 카메라 시스템(100)은 광학 요소(11)의 사용 부분(NB)에 의해 차량(F) 주변의 환경을 캡처한다.
도 2는 종래 기술로부터 알려진 뷰 시스템을 개략적으로 도시한다. 뷰 시스템은 ECU와 같은 프로세싱 유닛(20), 및 TFT-, LCD-모니터와 같은 모니터와 같은 재생 유닛(30)을 갖는다.
뷰 시스템은 CMOS 또는 CCD 기술을 갖는 카메라와 같은 카메라(10)를 포함하는 카메라 시스템(100)을 더 갖는다. 카메라(10)는 대물렌즈와 같은 광학 요소(11)와 리테이너(13)를 갖는다. 리테이너(13)는 광학 요소(11)를 원주방향으로 지지한다. 광학 요소(11)는 차량 환경으로 향하는 표면(12)에 광 입사부(EB)를 가지며, 광 입사부(EB)는 볼록하게 구성된다. 광 입사부(EB)는, 차량 환경의 광선이 광학 요소(11)에 입사하는, 광학 요소(11)의 부분이다. 광 입사부(EB)로 입사되는 광선의 일부는 이미지 센서(미도시)에 표시되어 차량 환경을 이미지 센서에 투영한다. 운전자에게 표시되는, 이미지 센서 상에 그리고 이미지 센서 부분 상에 각각 표시되는, 광빔이 충돌하는 광 입사부(EB) 부분은 광학 요소(11)의 사용 부분(NB)으로 불린다.
도 3은 본 발명에 따른 카메라 시스템(100)을 갖는 뷰 시스템을 개략적으로 도시한다. 도 2에 도시된 뷰 시스템과 같이, 도 3에 도시된 뷰 시스템은 또한 프로세싱 유닛(20) 및 재생 유닛(30)을 갖는다. 도 3의 카메라 시스템(100)은 보호 요소(40)가 추가적으로 제공된다는 점에서 도 2의 카메라 시스템과 상이하다. 보호 요소(40)는 광학 요소(11) 상에 배치되고 각각이 클램핑 조인트를 통하여 광학 요소(11) 및 리테이너(도 3에 도시되지 않음)에 고정되는 일종의 리드로 구성된다. 보호 요소(40)는 광학 요소(11)의 리테이너(13)와 별개인 추가적인 구성요소이다. 특히, 바람직하게, 보호 요소(40)는 광학 요소(11) 및 그 리테이너의 배열을 파괴하지 않고 카메라 시스템(100)으로부터 제거 가능하다. 즉, 물 침착으로부터 광학 요소(11)의 사용 부분(NB)을 보호하기 위해 또는 광학 요소(11)의 사용 부분(NB) 상에서 가능성이 있는 물 침착을 선택적으로 제거하기 위해, 보호 요소(40)는 카메라(10)에 제공될 수 있는 추가적인 구성요소인 반면에, 광학 요소(11), 리테이너(13) 및 이미지 센서는 카메라(10)의 기능을 위해 함께 협력해야 하는 영구적/분리 불가능한 유닛을 형성한다. 따라서, 보호 요소(40)는 또한 기존 카메라(10)로 개조될 수 있다.
보호 요소(40)는 광학 요소(11)의 광 입사부(EB)를 덮는 측면에 시야 개구(41)를 갖는다. 시야 개구(41)는 보호 요소(40)의 외부 측면과 보호 요소(40)의 내측면을 연결하는 관통 개구이다. 즉, 시야 개구(41)는 보호 요소(40)의 오목한 개방 부분이다. 시야 개구(41)의 크기 및 기하학적 구조는 사용 부분(NB)의 크기 및 기하학적 구조에 대략 대응한다. 시야 개구(41)의 말단에 위치한 보호 요소(40)의 단부에, 보어(bore) 형태의 배수 개구(43)가 보호 요소(40)에 제공된다. 배수 개구(43)는 보호 요소(40)의 내측과 보호 요소(40)의 외측 사이의 연통을 구성한다. 보호 요소(40)는, 광학 요소(11)와 보호 요소(40) 사이에 갭(42)이 존재하도록, 광학 요소(11)로부터 이격된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 물방울(T)은 차량 환경에 대면하는 광학 요소(11)의 표면(12) 상에 위치한다. 특히, 물방울이 광학 요소(11)의 사용 부분(NB) 상에 부분적으로 놓여 있도록(제1 상태), 물방울(T)은 광학 요소(11)의 볼록한 광 입사부(EB)에 배열된다. 이는 사용 부분(NB)을 통해 광학 요소(11)를 조명하는 광선이 이미지 센서 상의 물방울(T)을 표시하게 하고, 따라서, 재생 유닛(30)의 표시 부분(31)은 즉, 다크 스팟(32)이다.
도 4에서, 도 3의 카메라 시스템(100)이 도시된다. 도 3에 도시된 제1 상태와 대조적으로, 도 4에서는, 물방울(T)은 갭(제2 상태)으로 흘러들어가 더 이상 이미지 센서 상에 표시되지 않으며, 따라서 재생 유닛(30)의 도시된 부분(31)이 표시된다. 예를 들어, 물방울(T)은 차량(F)의 주행 중 기류 및/또는 진동에 의해 사용 부분(NB)의 외측으로 이동하여 갭(42)에 도달할 수 있다. 물방울(T)과 시야 개구(41)에서의 갭(42)으로의 입구가 접촉하는 경우, 물방울(T)이 갭(42)으로 미끄러진다. 거기서, 물방울은 공기 흐름 및/또는 진동 및/또는 후속적인 물방울(T)에 의해 보호 요소(40) 내에서 시야 개구(41)로부터 멀리 배수 개구(43)를 향해 이동하고, 배수 개구(43)를 통해 갭(42)으로부터 차량 환경으로 배출된다. 이러한 방식으로, 폭우와 같은 강한 강우 동안, 보호 요소(40)와 광학 요소(11) 및 리테이너(13) 사이의 갭(42)은 각각 물로 채워져 광학 요소(11)의 기능을 방해하는 것이 방지될 수 있고, -대응하는 기상 조건에서- 더 이상 물방울이 배출되지 않거나 물이 각각 보호 요소(40)와 광학 요소(11) 및 리테이너(13) 사이의 갭(42) 갭에서 동결되어 보호 요소(40)를 손상시키는 것이 방지될 수 있다.
부가적으로 또는 추가적으로, 갭(42)의 적절한 치수로, 물방울(T)은 또한 갭(42)의 입구와 접촉하자마자 모세관 작용에 의해 갭(42)으로 끌어당겨질 수 있다. 모세관 작용은 물방울(T)의 크기에 대한 갭(42)의 크기에 의존하기 때문에, 이러한 방식으로 가능한 한 형상과 크기가 다른 많은 물방울을 광학 요소의 사용부 부분(NB)으로부터 확실하게 제거하기 위해, 갭은 연장부를 따라 변경되거나 물방울이 흐르는 방향으로 측면으로 변경되는 단면을 가질 수 있다. 모세관 작용의 사용은 사용 부분(NB)에 위치하는 물방울(T)이 모세관 현상이 없는 경우에 비해 더 빠르게 흘러내릴 수 있고, 또한 모세관 현상이 없다면 중력으로 인해 물방울의 이동할 수 없는 방향으로 흘러갈 수 있는 이점이 있다.
도 5에서, 도 4의 카메라 시스템의 정면도가 도시된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 보호 요소(40)의 시야 개구(41)의 기하학적 구조 및 크기는 사용 부분(NB)의 기하학적 구조 및 크기에 대략적으로 대응한다. 특히, 시야 개구(41)는 사용 부분(NB)보다 약간 크고 정사각형이다. 그러나, 광학 요소(11) 및 사용 부분(NB)에 대한 요구 사항에 따라, 사용 부분(NB), 및, 따라서, 또한 시야 개구(41)는 서로의 기하학 및 크기를 채택할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 보호 요소(40)의 다른 실시예(제2 내지 제5 실시예)를 도시한다.
도 6에서, 보호 요소(40A)의 제2 실시예가 도시된다. 보호 요소(40)의 제1 실시예와 대조적으로, 보호 요소(40A)는 광 입사부(EB)에 대향하는 외측에 원주방향 외측 노치(15)를 갖는다. 외측 노치(15)는 시야 개구(41A) 주위에 동심으로 제공되며, 사용 부분(NB)에 위치하는 갭(42A)으로 물방울을 밀어넣기 위해 및/또는 보호 요소(40A)의 외측에 위치하는 물방울(T)이 사용 부분(NB)으로 흐르는 것을 방지하기 위해, 공기를 소용돌이 치게 하는 역할을 한다. 보호 요소(40)로서, 보호 요소(40A)는 또한 시야 개구(41A)로부터 원위(distally)에 배수 개구를 갖는다.
도 7에서, 보호 요소(40B)의 제3 실시예가 도시된다. 도 7에 도시된 보호 요소(40B)의 실시예에서, 보호 요소(40B)는 카메라 하우징(미도시)의 일부이다. 이러한 경우, 물방울(T)은 배수 개구(43B)를 통해 차량 환경으로 직접 흐르지 않고, 먼저 카메라 하우징으로 흐른다. 그러나, 물방울(T)을 차량 환경에 선택적으로 배출하기 위해, 현재, 또한 카메라 하우징에는 차량 환경과의 통신을 구성하고 물방울의 배출을 보장하는 개구가 있어야 한다. 도 7에 도시된 보호 요소(40B)는 시야 개구(41B) 및 갭(42B)을 가지며, 이들은 보호 요소(40, 40A)와 관련하여 위에서 이미 설명되었다.
도 8에서, 보호 요소(40C)의 제4 실시예가 도시되어 있고, 이는, 보호 요소(40C)의 내부 표면에 노치를 제공함으로써 배수 개구(43C)가 형성된다는 것에 있어서, 도 6에 도시된 제2 실시예와 상이하다. 또한, 보호 요소(40C)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 광학 요소(11) 및 리테이너(13)로 각각 클램핑되지 않으나, 나사 연결부(46)를 통해 광학 요소(11) 및 리테이너(13)에 각각 연결된다. 도 8에 도시된 보호 요소(40C)는 시야 개구(41C) 및 갭(42C)을 가지며, 이들은 보호 요소(40, 40A, 40B)와 관련하여 이미 위에서 설명되었다.
도 9에서, 보호 요소(40D)의 제5 실시예가 도시된다. 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C)의 이전 실시예와 대조적으로, 보호 요소(40D)는 카메라 리테이너 및 카메라 하우징, 특히 카메라 암(미도시)의 일부이다. 이와 관련하여, 보호 요소는 릿지/바(미도시)를 통해 카메라 암과 연결된다. 도 7에 도시된 실시예와 같이, 보호 요소(40D)와 함께, 물방울도 갭(42D)과 배수 개구(43D)를 지나 차량 환경으로 직접 배출되지 않으나, 먼저 카메라 암으로 배출되고, 거기에서, 카메라 암의 대응하는 개구를 통해 차량 환경으로 배출된다. 도 9에 도시된 보호 요소(40B)는 시야 개구(41D)를 가지며, 이는 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C)와 관련하여 위에서 이미 설명되었다.
특히, 보호 요소(40B, 40D)가 카메라 하우징의 일부로 형성되는, 도 7 및 도 9에 도시된 실시예와 관련하여, 시야 개구(41B, 41D)가 사용 부분(NB)보다 약간 크게 구성된 경우, 유리할 수 있다. 이는, (특히 광학 요소(11) 또는 리테이너(13)의 경우) 카메라(100)로 갭(42B, 42D)을 폐쇄하지 않거나 또는 보호 요소(40B, 40D)로 사용 부분(NB)을 덮지 않으며, 카메라(100)는 시야 개구(41B, 41D)의 크기 및 기하학에 의해 미리 결정된 특정 프레임에서 각각 회전 및 조정될 수 있는 이점이 있다.
도 10에서, 보호 요소(40E)의 제6 실시예는 장착된 상태로 도시된다. 도 10에 도시된 보호 요소(40E)는, 외부 표면에 동심으로 배열된 복수의 외측 노치(15)(도 10에서는 3개)가 제공되고 둘레를 따라 스프링 섀클(리브)(spring shackles(ribs))(47)이 제공된다는 것에 있어서, 주로 이전의 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C 및 40D)와 다르다. 도 6의 실시예와 관련하여 이미 설명된 바와 같이, 외측 노치(15)는 사용 부분(NB)에 위치하는 물방울(T)을 갭(42E)을 향해 밀어내기 위해 공기를 소용돌이치게 하는 역할을 하고/하거나, 보호 요소(40E)의 외측에 위치하는 물방울(T)이 사용 부분(NB)으로 흐르는 것을 차단하기 위한 역할을 한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 시야 개구(41E)는 대략 직사각형으로 구성되고 보호 요소(40E)에 대해 중심에서 벗어나 각각 편심으로 배열된다.
스프링 섀클(47)은, 보호 요소(40E)의 둘레를 따라, 보호 요소(40E)의 원위 에지로부터 시야 개구(41E)까지 대략 수직으로 돌출하는 작은 금속 판이다. 이들의 탄성 구성으로 인해, 이들은 광학 요소(11)에서 보호 요소(40E)의 간단하지만 신뢰성 있는 부착을 가능하게 한다.
도 11은 분리된 상태의 도 10에 도시된 보호 요소(40E)의 실시예를 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 대물 링(14)은 광학 요소(11) 주위에 부착되며, 광학 요소(11)의 광 입사부(EB)와 대물 링(14) 사이에 골이 존재하도록, 대물 링(14)은 광학 요소의 중심까지 위쪽으로 경사진 표면을 갖는다. 이 골은 물방울(T)이 거기에 얽힐 수 있기 때문에 보호 요소(40E) 및 갭(42E)이 제공되지 않으면 불리하다. 그러나, 보호 요소(40E)와 갭(42E)을 제공함으로써, 물방울(T)은 또한 이 경우에 갭(42E) 및 배수 개구(43E)를 통해 확실하게 멀리 이송될 수 있다.
도 12 및 도 13은 도 11의 보호 요소(40E)를 도시한다. 갭(42E)에서, 가열 요소(17)는 보호 요소(40E)와 광학 요소(11) 사이에 도입된다. 가열 요소(17)는 도 13에 도시된 바와 같은 링형 요소이며, 2개의 케이블을 통해 통전되어 가열된다. 예를 들어, 가열 요소(17)는 가열 와이어이다. 대안적으로, 가열 요소(17)는 또한 바람직하게는 갭(42E)을 형성하는 보호 요소(40E)의 내부 측에 접합되는 가열 포일(foil)일 수 있다. 가열 요소(17)는 카메라, 특히 광학 요소를 제빙하거나 증발에 의해 광학 요소로부터 응축수를 제거하는 역할을 한다.
도 14는 갭(42C)에 가열 요소가 있는 도 8의 보호 요소(40C)를 도시한다. 도 15는 보호 요소(40)의 외부 표면에 부착된 에어 노즐(19)을 갖는 도 8의 보호 요소(40C)의 실시예를 도시한다. 에어 노즐(19)은 사용 부분(NB)에 공기를 불어넣어 작동 중에 잠재적으로 사용 부분(NB)에 위치하는 물방울(T)을 사용 부분(NB)의 가장자리 부분을 향해, 즉 보호 요소(40C) 및 갭(42C)을 향해, 선택적으로 밀어내도록 구성되어 있다. 대안적으로, 에어 노즐은 또한 보호 요소(40C)의 외측 상의 물방울(T)이 사용 부분(NB)에 도달하는 것을 방지하도록 배열될 수 있다. 또한 하나 이상의 에어 노즐이 제공될 수 있고/있거나 에어 노즐이 가열 요소(17)와 결합될 수 있다.
도 16 및 17은 광학 요소 상에서 특정 거리에 배열되는 리드로서 구성되는 보호 요소(40F)를 갖는 본 발명에 따른 카메라 시스템을 도시한다. 보호 요소(40F)는 광 입사부에 대향하여 놓인 외측에서 방사상으로 연장되는 외측 노치를 가지며, 외측 노치는 보호 요소(40F)의 외측 상의 물방울(T)이 사용 부분(NB)에 도달하는 것을 방지한다. 오히려, 보호 요소(40F)의 외측에 있는 물방울(T)은 주행 중 차량의 진동 및/또는 기류에 의해 외측 노치 내로 밀려 이동하고, 거기서, 보호 요소의 외주에 방사상으로 안내된다. 도 16 및 17의 실시예에서, 외측 노치(15)는 링에 적용된 융기부와 리브로 형성되며, 융기부와 리브는 각각 방사상 안쪽 방향으로 돌출되어 있고, 따라서, 사용 부분(NB)의 물방울(T)도 들어갈 수 있는 리브들 사이의 채널을 형성한다. 사용 부분(NB) 상의 물방울(T)이 외측 노치(15)를 통해서만 배출될 수 있도록, 보호 요소(40F)와 광학 요소(11) 사이에 갭이 없는 도 16 및 도 17에 도시된 실시예를 제공하는 것도 생각할 수 있다.
도 18은 카메라 시스템을 도시하며, 보호 요소(40G)는 광학 요소(11)의 리테이너(13G) 내로 통합되며, 즉 바람직하게는 단일 구성요소로서 형성된다. 특히, 이러한 경우, 광학 요소(11)의 표면 상에 위치하는, 물방울(T)이 배출되는 갭은 모세관 현상을 이용하도록 구성될 수 있다.
도 19는 제1 실시예의 보호 요소(40)의 상세 평면도 및 단면도를 도시한다. 도 19에 도시된 바와 같이, 외측 노치(15)는 보호 요소(40)의 중심 주위에 동심원으로 배열되는 원으로 보호 요소(40) 상에 형성되고, 광학 요소(11)와 보호 요소(40) 사이의 갭(42)은 시야 개구(41)에 인접한 부분으로부터 광 입사부의 외주를 향하여 감소/협소화된다.
도 20은 보호 요소(40)의 다른 모습을 도시한다. 특히, 도 20은, 갭(42)이 보호 요소(40)의 외주에 방사상으로 연장되어 물방울 배출용 채널(T)을 형성하는, 복수의 내부 노치(49)에 의해 형성됨을 나타내는, 보호 요소(40)의 바로 아래에서 본 저면 사시도 및 투시도를 도시한다. 도 20에 도시된 실시예로, 내부 노치는 보호 요소(40)의 내부 표면에 리브(47)를 부착함으로써 형성된다. 마지막으로, 배수 개구(43)가 홈으로서 보호 요소(40)의 가장자리에 배열될 수 있다는 것을 도 20으로부터 추가적으로 알 수 있다.
원칙적으로, 갭으로 유입되는 물이 갭에 현저한 양으로 축적되기 전에 증발에 의해 제거되는 것이 보장되는 한, 배수 개구 없는 카메라 시스템을 제공하는 것도 생각할 수 있다.
설명 및/또는 특허청구범위에 개시된 모든 특징은 특징의 구성과 무관하게 청구된 발명을 제한할 뿐만 아니라 원래 개시의 목적을 위해, 실시예 및/또는 청구범위에서, 서로 분리되고 독립적으로 개시되도록 의도됨을 명시적으로 설명한다. 모든 값의 범위 또는 객체 그룹의 표시는 원래 공개의 목적 뿐만 아니라 청구된 발명을 제한할 목적으로, 특히 값의 범위의 제한을 위해 모든 가능한 중간 값 또는 중간 객체를 공개한다고 명시되어 있다.
100 카메라 시스템
10 카메라
11 광학 요소
12 차량 환경에 대향하는 광학 요소의 표면
13, 13G 광학 요소용 리테이너
15 외측 노치
17 가열 요소
19 에어 노즐
20 프로세싱 요소
30 재생 유닛
31 표시 부분
32 물방울(T)의 표시
40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F, 40G 보호 요소
41, 41A, 41B, 41C, 41D, 41E 시야 개구
42, 42A, 42B, 42C, 42D, 42E 갭
43, 43A, 43B, 43C, 43D, 43E 배수 개구
46 나사 연결부
47 리브
49 내부 노치
F 차량
EB 광 입사부
NB 사용 부분
T 물방울

Claims (23)

  1. 차량(F)용 카메라 시스템(100)으로서, 상기 카메라 시스템(100)은,
    차량 환경을 캡처하기 위한 카메라(10)-여기서 상기 카메라(10)는 광 입사부(EB)를 구비하는 광학 요소(11) 및 상기 광학 요소(11)를 지지하는 리테이너(13)를 포함함-, 및
    적어도 상기 광학 요소(11)의 상기 광 입사부(EB)를 통해 상기 광학 요소(11) 및 상기 리테이너(13)에 개별적으로 위치하고 상기 광 입사부(EB)의 사용 부분(NB)을 노출시키는 시야 개구(41, 41A, 41B, 41C, 41D, 41E)를 구비하는, 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)
    를 포함하고,
    상기 사용 부분(NB) 상에 위치하는 물방울(T)을 캡처하기 위한 적어도 하나의 갭(42, 42A, 42B, 42C, 42D, 42E)이 상기 광학 요소(11)와 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F) 사이에 존재하며,
    배수 개구(a water drainage opening: 43, 43A, 43B, 43C, 43D, 43E)가 상기 시야 개구(41, 41A, 41B, 41C, 41D, 41E)로부터 원위에(distally) 제공되고,
    상기 갭(42, 42A, 42B, 42C, 42D, 42E)은, 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)의 적어도 하나의 표면 내에 제공되는 내부 노치(notch)(49)에 의해 형성되되, 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)의 표면이 상기 광학 요소(11)의 상기 광 입사부(EB)에 대향하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 갭(42, 42A, 42B, 42C, 42D, 42E)은, 상기 물방울(T)을 수용하면 모세관 현상이 발생하도록, 치수가 지정되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학 요소(11)는 소수성 코팅을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  4. 제1항에 있어서, 상기 갭(42, 42A, 42B, 42C, 42D, 42E)은 상기 갭의 연장부(extension)를 따라 변화하는 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 내부 노치(49)는 상기 광 입사부(EB)의 외측을 향해 방사상으로 연장되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  7. 제1항에 있어서, 상기 내부 노치(49)는 상기 광 입사부(EB)의 외측을 향해 나선형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  8. 제1항에 있어서, 상기 내부 노치(49)는 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)의 상기 시야 개구(41) 주위에서 대략 동심으로 연장되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  9. 제1항에 있어서, 상기 내부 노치(49)는 상기 물방울(T)이 흐르는 방향에 대해 횡방향으로 상기 광 입사부(EB)의 외측 방향을 향해 변화하는 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  10. 제1항에 있어서, 상기 내부 노치(49)는 상기 시야 개구(41)로부터 상기 배수 개구(43)까지 채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  11. 제1항에 있어서, 상기 갭(42, 42A, 42B, 42C, 42D, 42E)은 상기 광학 요소(11)에 대향하는 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)의 표면이 상기 광학 요소(11)의 상기 광 입사부(EB)로부터 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  12. 제1항에 있어서, 상기 광학 요소(11)에 대면하는 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)의 표면은 상기 광학 요소(11)로부터 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)의 규정된 거리를 제공하기 위한 적어도 하나의 리브(rib)(47)를 갖는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  13. 제1항에 있어서, 상기 보호 요소(40, 40E)의 외측은 상기 갭을 향하는 상기 사용 부분(NB) 상에 위치한 물방울(T)의 이동을 촉진시키고/촉진시키거나, 상기 시야 개구(41A, 41E)를 향하는 상기 보호 요소(40, 40E)의 외측 상에 위치한 물방울(T)의 이동을 방지하기 위해 공기 소용돌이를 일으키는 기하학적 구조(15)를 가지는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  14. 제1항에 있어서, 상기 보호 요소(40C)는 상기 사용 부분 상에 위치한 물방울(T)의 상기 갭을 향한 이동을 촉진시키고/촉진시키거나, 상기 보호 요소(40C)의 외측에 위치한 물방울(T)의 상기 시야 개구(41)를 향한 이동을 방지하기 위해 상기 광학 요소(11)의 상기 광 입사부(EB) 상에 매체를 인가하는 노즐(19)을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  15. 제1항에 있어서, 상기 보호 요소(40B, 40D)는 카메라 하우징 또는 카메라 리테이너의 일부인 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  16. 제1항에 있어서, 상기 보호 요소(40C)는 가열 요소(17)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  17. 제16항에 있어서, 상기 가열 요소(17)는 상기 갭(42C) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  18. 제16항에 있어서, 상기 가열 요소(17)는 가열 필름인 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  19. 제1항에 있어서, 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)는 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱, 엘라스토머(elastomer), 금속 재료, 또는 이들의 조합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  20. 제19항에 있어서, 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)는 60 쇼어(Shore) 미만의 쇼어 경도(Shore-hardness)를 갖는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  21. 제1항에 있어서, 상기 사용 부분(NB)을 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)로 덮지 않으며 또한 상기 갭(42, 42A, 42B, 42C, 42D, 42E)을 폐쇄함이 없이 일정 범위에서 상기 카메라(100)의 조절이 가능하도록, 상기 시야 개구(41, 41A, 41B, 41C, 41D, 41E)와 상기 갭(42, 42A, 42B, 42C, 42D, 42E)은 치수가 지정되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  22. 제1항에 있어서, 상기 보호 요소(40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F)는 친수성 코팅을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
  23. 제1항 내지 제4항 및 제6항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카메라 시스템(100)은 미러 대체 시스템의 일부인 것을 특징으로 하는 카메라 시스템(100).
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